I ATOMERNAS V RLD

1. I ATOMERNAS V�RLD Genomg�ng av sidorna 8 - 16 i Naturkunskap A: Henriksson

2. MATERIENS BEST�NDSDELAR Materia fast, flytande, gas, plasma aggregationsformer Demokritos (480 - 370 f.kr.) minsta odelbara partikel atom (= odelbar) Aristoteles (384 - 322 f.kr.) Grundelement ( luft, vatten, jord & eld) 1600-talet - grund�mnen atom - k�rna (protoner [p+] & neutroner[n]), elektroner [e-] Det finns fyra aggregationsformer och hurvida �mnen befinner sig i dessa avg�rs av hur mycket energi de har upptagit (v�rme) och av deras grundegenskaper (atomkonfiguration). Nedan listas tillst�nden fr�n minsta energin till st�rsta. F�r mer information om vad denna "energi" inneb�r p� molekyl�r niv� s� titta p� termodynamik som �r grunden i all fysik. Fasta (solida): Ex. metaller: j�rn, koppar, guld. Atomerna "skakar" bara i materialet f�r att beskriva det enkelt. Flytande: Ex. vatten vid rumstemperatur. Atomerna r�r sig fritt i materialet men h�lls �nd� ihop i en samlad massa. Ibland kan atomer slinka ut fr�n ytan p� flytande �mnen, det �r �ven k�nt som avdunstning. Gasformiga: Ex. syre, kv�ve, v�te. Energin har �kat tills atomerna inte kan h�llas ihop och de flyktar ifr�n varandra. Plasma: Det fj�rde aggregationstillst�ndet som svenska skolan helt ignorerar p� kemin p� gymnasieniv�. Atomerna har s� mycket energi att de joniseras, protonerna och elektronerna separeras och bildar en soppa av partiklar. M�nga �mnen kan �trfinnas i olika "stadier" aggregationsformer". Typexempel kan vara det vanligaste �mnent i v�r milj� - vatten. Kan finnas i form av fast form = Is, kan b�ra mer �n en m�nniskas tyngd. Kan finnas i flytande form = V�tska, b�ljande efter omgivningens p�verkan, en vindpust eller en stav som doppas i �mnet, helt enkelt vad vi t�nker p� n�r vi s�ger vatten. Kan finnas i gasartad form = Fuktig luft, allt mellan en kylslagen daggig morgon, till en fuktm�ttad sauna. Det finns fyra aggregationsformer och hurvida �mnen befinner sig i dessa avg�rs av hur mycket energi de har upptagit (v�rme) och av deras grundegenskaper (atomkonfiguration). Nedan listas tillst�nden fr�n minsta energin till st�rsta. F�r mer information om vad denna "energi" inneb�r p� molekyl�r niv� s� titta p� termodynamik som �r grunden i all fysik. Fasta (solida): Ex. metaller: j�rn, koppar, guld. Atomerna "skakar" bara i materialet f�r att beskriva det enkelt. Flytande: Ex. vatten vid rumstemperatur. Atomerna r�r sig fritt i materialet men h�lls �nd� ihop i en samlad massa. Ibland kan atomer slinka ut fr�n ytan p� flytande �mnen, det �r �ven k�nt som avdunstning. Gasformiga: Ex. syre, kv�ve, v�te. Energin har �kat tills atomerna inte kan h�llas ihop och de flyktar ifr�n varandra. Plasma: Det fj�rde aggregationstillst�ndet som svenska skolan helt ignorerar p� kemin p� gymnasieniv�. Atomerna har s� mycket energi att de joniseras, protonerna och elektronerna separeras och bildar en soppa av partiklar.

3. Atom

4. Kol

5. ELEKTRONSKAL Elektronerna har olika banor kring k�rnan K, L, M... K = 2, L = 8, M = 8 Valenselektroner

6. DET PERIODISKA SYSTEMET

7. DET PERIODISKA SYSTEMEMT Atomnummer, 6C Perioder (v�gr�tt, rad) Grupper (lodr�tt, kolumn) Grupp = lika antal valenselektroner Kemisk beteckning (H, He, Au...)

8. DET PERIODISKA SYSTEMET Alkalimetaller Det som utm�rker alkalimetallerna �r att de alla �r silverf�rgade med metallglans (n�r snittytan �r f�rsk), har en h�g elektrisk ledningsf�rm�ga och �r mjuka med en l�g densitet, allts� liten m�ngd massa per volymenhet. Litium, natrium och kalium har till och med l�gre densitet �n vatten s� de flyter. Alkaliska jordartsmetaller En alkalisk jordartsmetall eller alkalisk jordmetall �r en metall i det periodiska systemets grupp 2. De alkaliska jordartsmetallerna �r beryllium, magnesium, kalcium, strontium, barium och radium. De �r alla silverf�rgade och mjuka metaller med liten t�thet, som l�tt reagerar med halogener. Dock inte s� snabbt som alkalimetaller. Myntmetaller Denna artikel handlar om myntmetaller inom kemi. Inom numismatiken avses med myntmetaller alla metaller som i olika legeringar ing�r i mynt. Myntmetaller �r en samlande ben�mning p� grund�mnena i periodiska systemets grupp 11, det vill s�ga koppar, silver och guld. �ven det syntetiska grund�mnet r�ntgenium ing�r i grupp 11. Kolgruppen Kolgruppen kallas gruppen av grund�mnen i periodiska systemets grupp 14. Alla grund�mnen i kolgruppen har 4 elektroner i sitt yttersta skal. Oftast s� delar atomerna elektroner med andra atomer. Men denna tendensen avtar i takt med att atomens storlek �kar. Halogener Halogenerna �r en grupp grund�mnen i periodiska systemets grupp 17. De �r giftiga i grund�mnesform. De reagerar l�tt med andra �mnen och bildar g�rna negativa joner. Halogenerna �r fluor, klor, brom, jod och astat. Ordet halogen kommer fr�n grekiskan: hals, "salt", och gen, "alstrare", allts� saltbildare, d� de f�rekommer i m�nga salter, till exempel natriumklorid. Halogenerna bildar salter med olika sorters metaller, d�rav namnet halogen. Alla halogener reagerar g�rna med alkalimetallerna, d� det f�r de saknar en valenselektron f�r att fullborda det yttre elektronskalet. �delgaser �delgaser �r grund�mnena i grupp 18 i det periodiska systemet. Dessa grund�mnen k�nnetecknas dels av att de �r icke-metaller som og�rna reagerar i kemiska reaktioner, men �ven f�r att de alla �r i gasform vid standardtryck och -temperatur. De fem �delgaser som har stabila isotoper �r helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr) och xenon (Xe). �delgasen radon (Rn) �r radioaktiv och p� grund av detta har den studerats mindre �n de f�rsta fem medlemmarna i gruppen. En syntetisk medlem av gruppen, ununoctium (Uuo), har ocks� uppt�ckts, men mycket lite �r k�nt om dess egenskaper p� grund av dess korta halveringstid. Kemiskt sett �r �delgaserna stabila, detta p� grund av att de har maximalt antal valenselektroner i sitt yttersta elektronskal, vilket i sin tur leder till att de extremt s�llan reagerar med andra �mnen. Under standardtryck och -temperatur �r de luktl�sa, f�rgl�sa, enatomiska gaser. �delgasernas sm�lt- och kokpunkter ligger mycket n�ra varandra, alla inom ett intervall p� 10 �C, d�r de �r flytande. �delgaserna p�visar �ven extremt l�g kemisk reaktivitet, och det finns d�rf�r endast ett par hundra k�nda �delgasf�reningar, betydligt f�rre �n f�r andra grund�mnen. Neon, argon, krypton och xenon utvinns fr�n luften genom gaskondensering och fraktionerad destillation. Helium framst�lls oftast fr�n oljek�llor, och radon isoleras vanligtvis fr�n radioaktiv s�nderdelning av l�sta radiumf�reningar. �delgaser har m�nga industriellt viktiga funktioner som belysning, svetsning och rymdutforskning. Helium anv�nds ofta inom dykning, d�r det ers�tter en del av luftblandningen. Helium har �ven f�tt ers�tta hydrogen[1] i luftskepp och ballonger, d� det blev uppenbart att hydrogen utg�r en stor brandrisk. Alkalimetaller Det som utm�rker alkalimetallerna �r att de alla �r silverf�rgade med metallglans (n�r snittytan �r f�rsk), har en h�g elektrisk ledningsf�rm�ga och �r mjuka med en l�g densitet, allts� liten m�ngd massa per volymenhet. Litium, natrium och kalium har till och med l�gre densitet �n vatten s� de flyter. Alkaliska jordartsmetaller En alkalisk jordartsmetall eller alkalisk jordmetall �r en metall i det periodiska systemets grupp 2. De alkaliska jordartsmetallerna �r beryllium, magnesium, kalcium, strontium, barium och radium. De �r alla silverf�rgade och mjuka metaller med liten t�thet, som l�tt reagerar med halogener. Dock inte s� snabbt som alkalimetaller. Myntmetaller Denna artikel handlar om myntmetaller inom kemi. Inom numismatiken avses med myntmetaller alla metaller som i olika legeringar ing�r i mynt. Myntmetaller �r en samlande ben�mning p� grund�mnena i periodiska systemets grupp 11, det vill s�ga koppar, silver och guld. �ven det syntetiska grund�mnet r�ntgenium ing�r i grupp 11. Kolgruppen Kolgruppen kallas gruppen av grund�mnen i periodiska systemets grupp 14. Alla grund�mnen i kolgruppen har 4 elektroner i sitt yttersta skal. Oftast s� delar atomerna elektroner med andra atomer. Men denna tendensen avtar i takt med att atomens storlek �kar. Halogener Halogenerna �r en grupp grund�mnen i periodiska systemets grupp 17. De �r giftiga i grund�mnesform. De reagerar l�tt med andra �mnen och bildar g�rna negativa joner. Halogenerna �r fluor, klor, brom, jod och astat. Ordet halogen kommer fr�n grekiskan: hals, "salt", och gen, "alstrare", allts� saltbildare, d� de f�rekommer i m�nga salter, till exempel natriumklorid. Halogenerna bildar salter med olika sorters metaller, d�rav namnet halogen. Alla halogener reagerar g�rna med alkalimetallerna, d� det f�r de saknar en valenselektron f�r att fullborda det yttre elektronskalet. �delgaser �delgaser �r grund�mnena i grupp 18 i det periodiska systemet. Dessa grund�mnen k�nnetecknas dels av att de �r icke-metaller som og�rna reagerar i kemiska reaktioner, men �ven f�r att de alla �r i gasform vid standardtryck och -temperatur. De fem �delgaser som har stabila isotoper �r helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr) och xenon (Xe). �delgasen radon (Rn) �r radioaktiv och p� grund av detta har den studerats mindre �n de f�rsta fem medlemmarna i gruppen. En syntetisk medlem av gruppen, ununoctium (Uuo), har ocks� uppt�ckts, men mycket lite �r k�nt om dess egenskaper p� grund av dess korta halveringstid. Kemiskt sett �r �delgaserna stabila, detta p� grund av att de har maximalt antal valenselektroner i sitt yttersta elektronskal, vilket i sin tur leder till att de extremt s�llan reagerar med andra �mnen. Under standardtryck och -temperatur �r de luktl�sa, f�rgl�sa, enatomiska gaser. �delgasernas sm�lt- och kokpunkter ligger mycket n�ra varandra, alla inom ett intervall p� 10 �C, d�r de �r flytande. �delgaserna p�visar �ven extremt l�g kemisk reaktivitet, och det finns d�rf�r endast ett par hundra k�nda �delgasf�reningar, betydligt f�rre �n f�r andra grund�mnen. Neon, argon, krypton och xenon utvinns fr�n luften genom gaskondensering och fraktionerad destillation. Helium framst�lls oftast fr�n oljek�llor, och radon isoleras vanligtvis fr�n radioaktiv s�nderdelning av l�sta radiumf�reningar. �delgaser har m�nga industriellt viktiga funktioner som belysning, svetsning och rymdutforskning. Helium anv�nds ofta inom dykning, d�r det ers�tter en del av luftblandningen. Helium har �ven f�tt ers�tta hydrogen[1] i luftskepp och ballonger, d� det blev uppenbart att hydrogen utg�r en stor brandrisk.

9. METALLER OCH ICKE-METALLER Metaller (leder v�rme och el bra, metallglans) Icke-metaller �r goda isolatorer Halvmetaller, ex kisel, germanium

10. �DELGASER Grupp 8 = �delgaser Valensskalet = fyllt Helium (= ballonger) Argon, Neon (=gl�dlampor, lysr�r)

11. MOLEKYLER tv� eller fler atomer "h�ller ihop" Ex. Vattenmolekylen H har 1 valenselektron och O har 6 Vatten = Elektronparbindning

12. VATTENMOLEKYLEN

13. DE M�RKLIGA VATTENMOLEKYLERNA Dipol (v�tesidan + , syresidan - ) Ytsp�nning Varf�r �r is l�ttare �n vatten? H�gst densitet vid +4�C Temperaturutj�mnare

14. JONER OCH SALTER Na+ + Cl- ? NaCl = koksalt Natrium har 1 valenselektron, Klor har 7

15. JONER OCH SALTER 2 stycken joner har bildats Jon = elektriskt laddad atom eller molekyl Denna f�rening har s.k. jonbindning Natriumklorid kan skrivas Na+Cl- Tv� icke-metaller ? elektronparbindning, ex. vatten Metall + Icke-metall ? jonbindning (salt) Saltvatten, jonbindningarna bryts Salthalten i haven �r c:a 35 promille

16. SYROR OCH BASER Starka syror, Saltsyra (HCl), Salpetersyra (HNO3), Svavelsyra (H2SO4) Kan avge v�tejoner (H+) (protoner) Svaga syror, �ttiksyra, Kolsyra, Mj�lksyra, Citronsyra Motsatsen till syror �r baser Baser kan ta upp v�tejoner K�nda baser �r kalk, kaustik soda (Natriumhydroxid) pH-skalan pH 7 = neutralt L�gre �n pH 7 �r surt (< 7) H�gre �n pH 7 �r basiskt (> 7) ph 4 �r 10 g�nger surare �n pH 5 Man best�mmer pH med hj�lp av indikatorer, FFT, BTB, lackmus, Teststickor